Un grupo de científicos dirigido por el profesor Zhang Qiang y Pan Jianwei de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) ha demostrado con éxito el intercambio de entrelazamientos con dos fuentes independientes separadas por 12,5 km utilizando fibra óptica de 103 km.

Realizar el intercambio de entrelazamientos a larga distancia con fuentes independientes en condiciones del mundo real es importante tanto para las redes cuánticas futuras como para el estudio fundamental de la teoría cuántica.

Sin embargo, debido a su alta susceptibilidad a los efectos ambientales, La demostración del principio se había logrado anteriormente en solo unas pocas decenas de kilómetros de fibra óptica subterránea, y no se ha informado de la implementación utilizando fibra óptica de más de 100 km o utilizando fibra óptica suspendida.

Para aumentar la distancia experimental, Los científicos de la USTC explotaron dos fuentes de pares de fotones entrelazados en intervalos de tiempo secuenciales de reloj de 1 GHz independientes, desarrolló varios controles automáticos de estabilidad, e implementó con éxito una prueba de campo de intercambio de entrelazados en un enlace de fibra óptica de 103 km compuesto por aproximadamente 77 km de fibra óptica dentro del laboratorio, 25 km de fibra óptica fuera del laboratorio pero mantenida bajo tierra, y 1 km de fibra óptica suspendida en el aire fuera del laboratorio para dar cuenta de varios tipos de mecanismos de ruido en el mundo real.

El equipo ha aumentado la longitud de la fibra óptica desde la distancia metropolitana hasta la distancia entre ciudades. Cabe señalar que en el experimento se utilizó fibra óptica suspendida. La pérdida y estabilidad del canal de fibra óptica en el experimento fue suficiente para igualar la de la típica fibra óptica desplegada bajo tierra de más de 100 km de longitud.

Para aumentar la tasa de eventos, los científicos actualizaron las fuentes a fuentes de pares de fotones entrelazados secuenciales en intervalos de tiempo de 1 GHz. Además, mejoraron el sistema de compensación de polarización y retardo. El trabajo fue publicado en Optica y titulado "Intercambio de entrelazamientos de más de 100 km de fibra óptica con fuentes independientes de pares de fotones entrelazados".

La configuración de este experimento proporciona una plataforma prometedora para muchas pruebas fundamentales en el futuro. La configuración del experimento permite la separación espacial entre dos medidas de distancia como se realizó en los experimentos, y se pueden lograr varias relaciones tiempo-espacio combinando fibra óptica enrollada y fibra óptica desplegada.

Los resultados muestran que realizar un intercambio de entrelazamientos entre dos ciudades es técnicamente factible, incluso si se usa más fibra suspendida.

El experimento también verifica la viabilidad de tales tecnologías para redes cuánticas de larga distancia y abre nuevas posibilidades para aplicaciones futuras en entornos más complicados.

Como Hoi-Kwong Lo, editor asociado de Optica , dijo, "El intercambio de entrelazamientos a largas distancias es un ingrediente crucial para las redes cuánticas en fibra óptica. El documento proporciona detalles importantes sobre la sincronización de las fuentes, la estabilización de la distancia óptica, y polarización ".